TINJAUAN KEKUATAN DAN BIAYA STRUKTUR ATAP BAJA RINGAN DAN BAJA KONVENSIONAL GEDUNG DIKLAT RSUP DR. KARIADI SEMARANG Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 TeknikSipil diajukan oleh : MUHAMMAD WAHAB NIM : D 100 060 053 NIRM : 05.6.106.03010.60053 kepada PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Alhamdulillah puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-nya, sehingga dapat terselesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul TINJAUAN KEKUATAN DAN BIAYA STRUKTUR ATAP BAJA RINGAN DAN BAJA KONVENSIONAL GEDUNG DIKLAT RSUP DR. KARIADI SEMARANG. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Bersama dengan selesainya Tugas Akhir ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1) Bapak Ir.H.Sri Sunarjono, M.T, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Unversitas Muhammadiyah Surakarta. 2) Bapak Dr. Mochamad Solikin selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Pembimbing Akademik atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. 3) Bapak Ir. H. Suhendro Tri Nugroho, M.T. selaku pembimbing utama yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang bermanfaat bagi penyusun. 4) Ibu Yenny Nurchasanah, S.T, M.T. selaku pembimbing pendamping yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang bermanfaat bagi penyusun. 5) Bapak Basuki,S.T.,M.T. selaku penguji yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan yang bermanfaat dalam bagi penyusun. 6) Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan. iv
7) Jajaran staf Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu bagi kelancaran Tugas Akhir ini. 8) Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan do a dan dorongan baik material maupun spiritual, maaf jika selama ini sering mengecewakan. 9) Wiyatno, S. Sos. kakak tercinta yang selalu memberikan motivasi, dorongan, serta semangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 10) Muhammad Efandi S, Hasan Kaprawi, Ardani Hananto dan teman-teman kos yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah menemani, memberikan semangat, serta tidak jarang mengganggu dan selalu memberi hiburan. 11) Semua pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada penyusun senantiasa mendapatkan pahala dari Allah SWT. Aamiin Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu segala koreksi dan saran yang bersifat membangun penyusun harapkan guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Besar harapan penyusun semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca. Wassalamu alaikum Wr. Wb Surakarta, Penyusun v
MOTTO Karena itu, ingatlah kamu kepada-ku niscaya Aku ingat (pula) kepadamu, dan bersyukurlah kepada-ku, dan janganlah kamu mengingkari (nikmat)-ku. (QS. Al-Baqarah : 152) Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidak memanfaatkannya menggunakan untuk memotong, ia akan memotongmu (menggilasmu) (H.R. Muslim) Berhentilah mengeluh, semua akan selesai jika kamu kerjakan. (Muhammad Wahab) vi
PERSEMBAHAN Saya persembahkan Tugas Akhir ini untuk : Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW. Bapak dan Ibuku tercinta terima kasih atas pengorbanan kalian dalam mendidik saya dengan penuh kasih sayang dan keikhlasan. Terima kasih pula telah menyemangati, mendukung, membiayai, mendo akan serta memberikan perhatian demi terselesaikannya Tugas Akhir ini. Agama, bangsa, negara serta almamater dan semua pihak yang telah membantu. vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... KATA PENGANTAR... MOTTO... PERSEMBAHAN... DAFTAR ISI... BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 2 D. Manfaat Penelitian... 3 E. Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. Baja ringan... 5 1. Gambaran umum... 5 2. Material dasar... 6 3. Standar kualitas... 7 4. Bentuk profil baja ringan... 7 5. Ukuran profil baja ringan... 7 6. Alat sambung... 8 B. Struktur atap baja ringan... 8 1. Variabel desain... 8 2. Alat bantu desain... 10 3. Proses pemasangan... 10 4. Gambar kerja... 10 5. Alat kerja... 10 6. Kelebihan dan kekurangan rangka atap baja ringan... 11 C. Pembebanan... 11 1. Beban mati... 12 i ii iii iv vi vii viii viii
2. Beban Hidup... 12 3. Beban Angin... 13 4. Kombinasi Pembebanan... 13 BAB III LANDASAN TEORI... 15 A. Komponen Struktur Kuda-Kuda Baja Ringan... 15 1. Batang Tarik... 15 2. Batang Tekan... 16 B. Sambungan Baut... 18 1. Umum... 18 2. Sambungan baut untuk menahan geser... 20 3. Sambungan baut untuk menahan tarik... 23 4. Kekuatan tarik elemen pada bagian sambungan... 24 BAB IV KONTROL ULANG... 26 A. Gambar Kerja... 26 B. Material... 29 C. Pembebanan... 29 1. Beban mati... 30 2. Beban Hidup... 36 3. Beban Angin... 36 4. Beban Hujan... 41 D. Analisa Struktur... 44 1. Batang tarik... 44 2. Batang tekan... 48 3. Sambungan... 55 BAB V PERENCANAAN STRUKTUR ATAP BAJA KONVENSIONAL 123 A. Rencana Kuda-kuda... 123 B. Perhitungan Panjang Batang Kuda-Kuda Utama... 125 C. Perencanaan Gording... 126 1. Data-data perencanaan... 126 2. Perhitungan beban... 127 3. Kontrol terhadap pembebanan pada gording baja profil... 129 4. Perhitungan Sagrod... 131 ix
D. Perencanaan Kuda-kuda... 132 1. Data-data perencanaan... 131 2. Analisis pembebanan... 132 E. Perencanaan Profil Kuda-kuda... 140 F. Perencanaan Sambungan... 156 1. Perhitungan jarak antar baut... 156 2. Perhitungan jumlah baut... 157 G. Perencanaan Sambungan Plat Kopel... 159 1. Menentukan jumlah plat kopel... 160 2. Kontrol kestabilan elemen profil batang... 161 3. Menentukan ukuran plat kopel... 161 4. Kontrol tegangan pada plat kopel... 161 5. Kontrol kekuatan baut... 163 H. Perencanaan Sambungan Plat buhul... 163 I. Analisis Biaya... 165 1. Kuda-Kuda baja ringan... 165 2. Kuda-Kuda baja konvensional... 165 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 167 A. Kesimpulan... 167 B. Saran saran... 168 DAFTAR PUSTAKA x
DAFTAR TABEL Tabel III.1 Diameter nominal baut... 20 Tabel III.2 Kuat tarik aksial maksimum baut self-drilling... 24 Tabel IV.1. Rekapitulasi beban mati (D)... 36 Tabel IV.2. Rekapitulasi beban angin kiri (Wki)... 38 Tabel IV.3. Rekapitulasi beban angin kanan (Wka)... 40 Tabel IV.4. Rekapitulasi beban air hujan (H)... 41 Tabel IV.5. Rekapitulasi gaya batang maksimum... 43 Tabel IV.6 Rekapitulasi kontrol kemanan batang tarik... 47 Tabel IV.7 Rekapitulasi kontrol kemanan batang tekan.... 54 Tabel IV.8. Rekapitulasi analisa kontrol sambungan... 108 Tabel IV.9 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kudal... 111 Tabel IV.10 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda1... 112 Tabel IV.11 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda2... 114 Tabel IV.12 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda2... 115 Tabel IV.13 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda3... 117 Tabel IV.14 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda3... 118 Tabel IV.15 Rekapitulasi kontrol keamanan kuda-kuda4... 120 Tabel IV.16 Rekapitulasi kontrol keamanan sambungan kuda-kuda4... 121 Tabel V.1 Perencanaan struktur atap baja konvensional... 123 Tabel V.2. Panjang batang penyusun kuda-kuda utama... 126 Tabel V.3. Kombinasi momen perlu gording... 129 Tabel V.4. Beban total akibat beban mati.... 134 Tabel V.5. Beban total akibat beban hidup.... 134 Tabel V.6. Rekapitulasi gaya batang.... 136 Tabel V.7. Rekapitulasi beban kombinasi... 138 Tabel V.8. Rekapitulasi dimensi profil yang digunakan... 156 Tabel V.9 Jumlah baut pada masing-masing batang... 159 Tabel V.10 Rekapitulasi kontrol keamanan dan berat kuda-kuda.... 164 Tabel V.11 Harga satuan memasang 1kg besi profil... 166 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1 Self-drilling screw... 19 Gambar 3.2. Pembatasan jarak baut... 21 Gambar 4.1. Detail kuda-kuda 1 (terpasang)... 26 Gambar 4.2. Detail kuda-kuda 2(terpasang)... 26 Gambar 4.3. Detail kuda-kuda 3(terpasang)... 27 Gambar 4.4. Detail kuda-kuda 4(terpasang)... 27 Gambar 4.5. Denah kuda-kuda (terpasang)... 28 Gambar 4.6. Arah pembebanan pada kuda- kuda... 31 Gambar 4.7. Distribusi beban mati (D)... 32 Gambar 4.8. Distribusi beban Hidup (L)... 36 Gambar 4.9. Distribusi beban angin kiri (Wki)... 39 Gambar 4.10. Distribusi beban angin kanan (Wka)... 40 Gambar 4.11. Distribusi beban air hujan (H)... 42 Gambar 4.12. Nomor Batang... 44 Gambar 4.13. Joint rangka atap... 55 Gambar 4.14. Joint 1... 55 Gambar 4.15. Detail Sambungan Joint 1... 60 Gambar 4.16. Joint 2... 60 Gambar 4.17. Detail Sambungan Joint 2... 66 Gambar 4.18. Joint 3... 67 Gambar 4.19. Detail Sambungan Joint 3... 76 Gambar 4.20. Joint 10... 76 Gambar 4.21. Detail Sambungan Joint 10... 85 Gambar 4.22. Joint 11... 86 Gambar 4.23. Detail Sambungan Joint 11... 92 Gambar 4.24. Joint 12... 93 Gambar 4.25. Detail Sambungan Joint 12... 101 Gambar 4.26. Joint 14... 101 Gambar 4.27. Detail Sambungan Joint 14... 107 Gambar 5.1. Denah kuda-kuda baja konvensional... 123 xii
Gambar 5.2. Bentuk kuda-kuda utama... 125 Gambar 5.3. Penampang baja profil kanal.100.50.20.4... 127 Gambar 5.4. Pembebanan pada sagrod... 131 Gambar 5.5. Penampang baja profil siku-siku tidak sama kaki 20.30.3... 132 Gambar 5.6. Pembebanan akibat beban mati.... 134 Gambar 5.7. Pembebanan akibat angin kiri... 135 Gambar 5.8. Pembebanan akibat angin kanan... 136 Gambar 5.9. Pemasangan baut satu baris.... 158 Gambar 5. 10. Perencanaan sambungan plat buhul.... 163 Gambar 5. 11. Perencanaan sambungan plat buhul 13.... 163 xiii